JP6375372B2 - 輪転線形型の留め付け処理用シリンダ、及び、留め付け処理方法 - Google Patents

Description

本発明は、支援部材上に構成部品を留め付け処理するための輪転線形型の留め付け処理
シリンダに関する。

留め付け処理シリンダは一般に、垂直のロッド部材および水平の腕部を備えたＬ字型形
状の可動式部材を含み、当該水平の端部は、当該垂直のロッド部材の上側端部に当該垂直
のロッド部材と一体化されて形成されている。ロッド部材は、本体部分の内部に配置され
、当該ロッド部材の姿勢位置は、本体部分から見て摺動自在および回動自在な可動式とさ
れており、それにより、可動式部材が水平の支持部材の、特に留め付け位置を基準として
、少なくとも２つの位置を仮定することができ、当該水平の腕部は、当該シリンダに隣接
している支持部材の上に配置されるが、その際、特に、当該支持部材の上に構成部品を留
め付けられる第１の高さ位置およびリリース位置に配置され、当該水平の腕部の端部は、
支持部材から所定の距離だけ離れて配置され、その際、特に、第１の高さ位置よりも高い
第２の高さ位置に配置される。

そのようなシリンダは多くの応用用途において使用可能であり、例えば、電池の製造方
法において使用することができ、当該電池は、複数の正極性の電極（すなわち陽極）およ
び負極性の電極（陰極）を（ポリマーを素材とする）電解質固形部材により形成された介
在層と共に積み重ねて成る積層構造を備える。この場合のシリンダは、複数の異なる層（
陽極、陰極および任意付加的な電解質）の積層構造材を留め付け、それによって、既に形
成された当該積層構造材を輸送する間に支持部材の上に当該積層構造材が保持される。

先行技術では、シリンダの輪転線形型の移動を実現可能とするために、後者は以下のよ
うに行われる。シリンダのロッド部材は、それらの移動経路の少なくとも一部にわたって
設けられた螺旋形状のガイド溝を含む。本体部分は、その内壁面上に固定され、ロッド部
材と接触するように意図された複数のボール部材を含み、当該複数のボール部材は、複数
の異なるガイド溝に配置されている。このように、作用力が変位軸に沿って可動式部材に
加えられる場合には、ガイド溝に沿ったボール部材の滑りによって規制される軌道に沿っ
て可動式部材の位置変化が実現されるように、ボール部材は当該ガイド溝と協働する。ボ
ール部材とガイド溝との間の接触状態は準間欠的に生じる。

しかし、可動式部材が変位軸に沿って機械的な作用力を受ける場合には、ボール部材が
本体部分に対して固定されているので、当該ボール部材はガイド溝の中で回転せずに、ガ
イド溝の上を摩擦を起こしながら摺動する。上記のような摩擦を伴う摺動動作によってロ
ッド部材の表面に生じる摩耗は、ボール部材とガイド溝との間において隙間を生じさせる
傾向があり、ロッド部材の変位量に不規則な誤差が生じやすくなり、かつガイド溝内にお
けるボール部材の位置にズレを生じさせやすくなるので、可動式部材が留め付け位置に位
置している場合に、支持部材から相対的に見た腕部の角度位置にもズレを生じさせやすく
なる。このように、ロッド部材が何回か変位動作した後には、ボール部材がロッド部材の
ガイド溝に対して摩耗や損傷を生じさせるので、腕部の角度位置によって規制された形で
支持部材の上に積層構造材を保持する状態は、もはや保証されない。さらに、この段階に
達する以前においてさえ、ボール部材とガイド溝との間において実現可能な接触位置が多
様であることにより、腕部の角度位置が不規則となり得るので、もはや留め付け位置やリ
リース位置が正しく検出されず、このシリンダが協働する幾つかの機械の自動的な動作の
実行が阻害される。以上より、本発明の目的は、耐用寿命がはるかに長いシリンダを提案
することにより、先行技術の技術的欠点を克服することである。

この目的のために、本発明は、本体部分および前記本体部分の収容室内に含まれている
可動式部材を備える留め付け処理用シリンダであって、前記可動式部材は、事前に定義し
た変位軸に沿って本体部分に対して並進方向および回転方向に移動可能な可動式であり、
前記シリンダは、留め付け位置とリリース位置間において可動式部材を誘導するための誘
導手段を備え、前記留め付け位置では、前記可動式部材は、変位軸に沿って第１の高さ位
置および第１の角度位置を有しており、リリース位置では、前記可動式部材は、前記変位
軸に沿って第２の高さ位置および第２の角度位置を有しており、前記誘導手段は、
−シリンダの本体部分の中に設けられた少なくとも１つの円筒形状のローラー部材であ
って、前記ローラー部材の回転軸が前記変位軸に対して実質的に垂直となるように構成さ
れたローラー部材と、
−実質的に前記変位軸に沿って延伸している可動式部材のロッド部分であって、前記ロ
ッド部分は、前記変位軸に対して垂直な平面に沿った所定の区画を有する変位領域の少な
くとも一部を備え、前記所定の区画は、少なくとも１つの直線的な端部を備え、前記変位
領域部分は、前記変位領域部分の少なくとも一つの断片の上で、実質的に変位軸を中心軸
とする螺旋形状であるガイド溝に続いて前記所定の区画が設けられるように構成されてお
り、前記ロッド部分と前記ローラー部材は、前記ローラー部材の各々が前記直線的な端部
あるいは前記直線的な端部の少なくとも１つに対向するように配置されている。

本発明に従うならば、前記ロッド部分の前記変位領域部分は、多角形形状の区画を有し
、前記ローラー部材は、前記多角形形状の区画の各側端部に対向して設けられる。「ロー
ラー部材」とは、本質的に円筒形状を有するローラー型構成部品（当業者によっては「ニ
ードル」と呼ぶこともあるそのようなローラー型構成部品）を意味する。

このように、もはや断続的ではなく線形となった接触状態に続いて、シリンダにおける
ロッド部分の位置変化が、本体部分の上に設けられたローラー部材とロッド部分の一部の
端面との協調動作によって生じる。このように、ロッド部分と本体部分との間における接
触状態はより広範な表面にわたってなされ、ロッド部分に対して作用する圧力を局在化し
ないようにし、摩耗の程度をより少なくし、上記問題による悪影響を減少させ、あるいは
上記問題を取り除く。何故ならば、そうすることにより、ロッド部分を形成する素材が摩
耗し始める圧力を示す臨界圧力に達しないことを保証することができるからである。

このように、本発明によれば、留め付け処理用シリンダの耐用寿命は相当程度に長くな
る。

好適には、本発明は、単独で実施可能あるいは２つ以上を組み合わせて実施可能な複数
の技術的特徴として以下に列挙するものを備える。

−前記ロッド部分の前記変位領域部分は、正方形形状の区画を有し、前記誘導手段は４
個のローラー部材を含み、前記ローラー部材の各々は、前記正方形形状の区画の側端面の
うちの一つに対向して設けられる。

−前記区画の形状を規定する多角形はさらに三角形、六角形などであっても良い。誘導
とコストを最適化するために、当該区画は、正方形形状によって特に構成される。このよ
うにして、各接触の高さ位置に作用する力もまた、上述した接触箇所を増加させることに
よって軽減され、さらに摩耗も抑制される。さらに、捻転力に抗するためのトルクは充分
な大きさである。従って、これは、先行技術文献に開示されていたようなシリンダの耐用
寿命と比べて、耐用寿命を少なくとも１００倍大きくすることが可能なシリンダを製造可
能とする。

−前記変位領域部分における前記所定の区画は、変位軸を中心として対称的に設けられ
るのが好ましく、これは反作用力のバランスを保持し、前記ロッド部分が接触している複
数の接触領域の間を隔てる距離を２倍に増加させ、前記ローラー部材は、作用力を低減す
る同一のトルクのためにトルク効果を生じさせ、その結果、前記ロッド部分に加えられた
圧力を低減することを可能にする。

−前記ローラー部材は本体部分の肩部の上に載置され、前記肩部は、好適には、前記収
容室の開口部を囲むようにして変位軸に対して垂直に設けられる。

−前記ローラー部材は、前記本体部分に対してローラー回転軸を中心として自由に回転
することができるように、任意付加的に取り付けられ、前記ロッド部分の表面で前記ロー
ラー部材が回転し、前記ロッド部分との間で摩擦を引き起こさないことを可能にし、その
結果、前記ロッド部分の接触面に加わる作用力および前記ロッド部分の摩耗は減少する。

−本体部分は肩部を備え、前記肩部は、前記シリンダの変位軸に対して垂直に設けられ
、好適には、前記ローラー部材を載置している収容室の開口部を囲むように設けられる。

−前記ローラー部材が前記ロッド部分、前記本体部分および／または隣接するローラー
部材と接触することに起因して、前記ローラー部材の並進移動は、少なくとも変位軸に対
して垂直な平面の中では防止され、好適には、さらに変位軸に沿った方向への並進移動も
防止される。前記ローラー部材は、ローラー筺体と呼ばれる一部材に取り付けられ、前記
ローラー筺体は、前記収容室が設けられる一体成型された本体部分に取り付けられる。こ
れは、前記シリンダの設計のため、および製造原価を低下させるために、標準的な収容室
を備えた標準的な一体成型部材を利用する。

−前記肩部は、前記変位軸に沿って延伸する１つ以上の壁面によって境界線が定められ
た外縁を形成し、前記肩部は、前記変位軸に垂直な平面に沿った区画を有し、前記肩部が
有する前記区画は、前記変位領域部分が有する前記所定の区画に続けて設けられ、前記ロ
ーラー部材は、前記変位領域部分における前記ロッド部分および対応する前記壁面（好適
には、前記変位領域部分の端部と並行となるように構成されている）と接触しており、そ
れによって、前記ロッド部分の半径方向に沿って前記ローラー部材が並進移動しようとす
る動作を抑止する。

−複数の前記ローラー部材は、それらの長手方向端部の各々において、前記肩部の境界
線を定める前記本体部分の前記壁面あるいは隣接したローラー部材と接触状態であり、好
適には、その長手方向における一方の端部において前記本体部分の前記壁面の少なくとも
一つと接触していると共に、その長手方向における他方の端部において隣接したローラー
部材と接触しており、それによって、前記ローラー部材がその長手方向に沿って並進移動
するのを抑止している。

−特に、前記変位領域部分における前記ロッド部分が有する前記区画が正方形の場合に
は、前記肩部は、前記収容室を取り囲む周囲全体にわたって延伸し、前記ローラー部材の
全てを持ち上げることが可能である。前記ローラー部材の各々は、長手方向における第１
端部の高さ位置において、前記ローラー部材の端面（あるいは基部）が隣接したローラー
部材の側壁面と接触するように設けることが可能である一方で、その側壁面がその長手方
向における反対側の端部の高さ位置において隣接するローラー部材の長手方向における端
面と接触している。複数の前記ローラー部材は、それらの長手方向に沿って並進移動をし
ようとすると、互いにその動きを抑止するようになっており、これを達成するために、前
記本体部分の形状が複雑な形状と構造的に適合する必要が無い。

−前記本体部分は、前記収容室の開口部に取り付けられたローラー筺体を含み、前記ロ
ーラー筺体は、前記前記ローラー部材と前記肩部に加え、任意付加的に垂直の壁面を備え
ている。

−前記ローラー筺体は、鋼で形成され、好適には、その硬度が５０ＨＲｃ以上となるよ
うに表面処理されており、また、前記収容室を備えた一体成型部材である前記本体部分は
、例えば、アルミニウムのような別の材料で形成されている。

−前記ロッド部分および前記ローラー部材、金属材料、中でも特に、鋼で形成されてお
り、好適には、その硬度が５０ＨＲｃより大きくなるように表面処理されており、好適に
は、前記本体部分の少なくとも一部、特に、前記ローラー筺体もまた鋼で形成されている
。

−前記ローラー部材あるいは前記ロッド部分の硬度を高め、さらにこれらの構成部品の
表面における摩耗を抑制するために、表面処理あるいは中核処理を前記ロッド部分あるい
は前記ローラー部材の少なくとも１つに適用することができる。５０ＨＲｃ以上となる硬
度は、市場で入手可能な処理剤の働きにより実現可能であるが、当該硬度は、部材表面の
摩耗に対する抵抗力を持たせるのに充分な硬さである。前記本体部分に加え、特に前記ロ
ーラー筺体は、それらの表面硬度を向上させるために表面処理されるのが好ましい。

−前記本体部分において前記収容室を収容する部分は別の材料で形成されており、特に
標準的なアルミニウム素材で形成されており、この部分は、誘導システムの一部としては
内包されていない。以上より、本発明によれば、実施される留め付け処理用シリンダの製
造原価および重量を低下させることが可能となる。

−前記ローラー筺体は、特に鋼で形成され、好適には、その硬度が５０ＨＲｃより大き
くなるように表面処理され、前記収容室を含む一体成型部材である前記本体部分は、例え
ば、アルミニウムのような別の材質で形成されている。

−前記ロッド部分における変位領域部分を誘導するガイド溝は、前記変位領域部分の中
でも下側の箇所においては、前記変位軸を中心軸として螺旋形状に形成され、前記変位領
域部分の中でも上側の箇所においては、前記変位軸と並行に伸びる線形形状に形成されて
いる。

当該留め付け処理用シリンダはさらに以下の技術的特徴を備えることが可能である:

−前記可動式部材は、前記変位軸に対して実質的に垂直な方向に沿って前記ロッド部分
の上側の端部へと延伸する腕部を備える。特に、前記腕部は、前記ロッド部分と一体とな
るように成形されている。

−前記シリンダの前記本体部分は、前記変位軸に対して実質的に垂直となる支持端面を
備えた支持部材と一体化されており、前記シリンダは以下のように構成される。すなわち
、前記留め付け位置においては、（前記ロッド部分の端部に配置された）前記腕部は、前
記支持端面の垂直線に沿って、第１の高さ位置（前記支持端面に当接することにより、あ
るいは前記支持端面の上に配置された構成部材に当接することにより前記腕部の動きを止
める高さ位置）まで伸びており、リリース位置においては、前記腕部は、さらに上の高さ
位置（すなわち前記留め付け位置における前記腕部の高さ位置よりも上の高さ位置）にあ
り、前記腕部の自由端部は、前記変位軸に垂直な平面に沿って前記支持部材の前記支持端
面から離れた場所に位置している。

−前記シリンダは、前記収容室内において流体流入口を備えており、それにより、流体
流入口を通って前記収容室に流入する流体が、前記可動式部材の停止端面と接触するよう
になっており、その結果、前記可動式部材がリリース位置に向かって押し出される。

−この流体流入口は、リリース位置に達するまで前記可動式部材を駆動して位置変化さ
せることができる。当該流体流入口は、特に、前記変位軸に対して垂直となる方向に沿っ
て、前記可動式部材の停止端面に対して流れ（特に、気体の流れ）を送り込み、前記流れ
は、実質的に前記変位軸に沿って移動する。特に、前記停止端面は、前記ロッド部分の下
側の端部に配置されたピストンの下側の端面であり、

−特に前記シリンダは、前記可動式部材を留め付け位置へと戻すための弾力性を有する
戻し手段を備えており、

−前記戻し手段は、前記収容室内に配置されたスプリングから構成され、一方では前記
可動式部材と関係付けられ、他方では、前記本体部分と関係付けられている。

−代替的には、モーターあるいは他の任意の手段によって前記シリンダの前記可動式部
材を駆動して位置変化させることができる。

−前記ローラー部材に接触するように意図された前記ロッド部分の変位領域部分におけ
るガイド溝は、変位軸の一部における下側部分の上に変位軸を中心軸とする螺旋形状を有
し、前記変位領域部分における上側部分の上に変位軸と並行となるように線形形状を有す
る。このようにして、腕部が留め付け位置と同一の角度位置にある場合、可動式部材は、
変位領域部分における下側の端部に対して前記ローラー部材が接触している位置に対応す
るリリース位置を起点として、最初の並進移動および回転移動（螺旋軌道に沿った並進移
動）について記述するので、可動式部材はもはや単純な並進移動を実行しない。このよう
に、支持端面の上に積層された複数の異なる構成部材の高さ位置とは無関係に、前記腕部
の角度位置を決定された角度位置にしたまま、複数の異なる構成部材を前記支持端面の上
に留め付けることができる。これにより、支持端面の上に配置された前記構成部材の高さ
位置が変化したとしても、支持端面の上での構成部材の適切な保持状態が保証される。従
って、前記シリンダの構成は高度に適応可能となっており、後者は複数の異なる文脈の中
で使用することができる。

本発明の別の目的は、積層構造部材の留め付け処理方法であり、当該積層構造は、特に
、本発明に従って実施されるシリンダの働きによって製造され、電気エネルギーを蓄積す
る充電装置であり、以下の処理ステップを実行する。

−前記シリンダと一体化された支持部材から見た前記シリンダの変位軸に対して実質的
に垂直となる支持端面の上において前記積層構造部材が積み重ねられる一方で、前記可動
式部材はリリース位置に配置され、腕部の終端部は、前記支持端面から離れた位置にある
前記ロッド部分における上側の端部に配置されるステップ。
−可動式部材は、留め付け位置に来るような姿勢をとるように変位させられ、前記腕部
は、前記積層構造部材における上側の端部に当接している状態で前記支持端面の垂直線に
沿って配置されるステップ。

続いて、支持部材は、好適には、所定の固定用台座へと変位させられ、前記支持部材が
所定の固定用台座に到達した時点で、前記シリンダの前記ロッド部分はリリース位置へと
変位させられる。

以下、本発明の権利範囲を制限せずに本発明に係る複数の異なる実施形態を説明する詳
細な添付図面を参照しながら、本発明について記述する。まず、当該添付図面について以
下のとおり簡単に説明する。

本発明に従って実施される留め付け処理用シリンダの基本的で一般的な構造図である。 シリンダが留め付け位置にある場合にシリンダの誘導機構を特に示すシリンダの斜視図である。 シリンダがリリース位置に来た時点における図２と同様の斜視図である。 図２および図３に示すシリンダの可動式部材が有するピストンとロッド部分の斜視図である。 図４Ａに示す可動式部材が有するピストンとロッド部分を横断線Ａ−Ａで切った断面図である。

図１は本発明に従って実施される留め付け処理用シリンダ１００を示す。上述したよう
に、本発明の当業者にとって特に関連の深い応用用途が電気エネルギー蓄積装置の技術分
野における応用用途であったとしても、それ以外の数多くの応用用途および複数の異なる
文脈の中でそのような留め付け処理用シリンダを使用することができ、そのような電気エ
ネルギー蓄積装置は、特に電気エネルギー蓄積のための構成部材（特に、集電装置が取り
付けられている陽極と陰極から成る部材または陽極、電解質部材および陰極から成る部材
など）を備え、複数の異なるフィルムを積層して成る積層構造部材を含む。実際には、複
数の異なるフィルム部材が支持部材の上に積層され、積層作業が一旦完了すると、機械式
連鎖機構における別の固定台座へと移動させられ、その結果、例えば、機械的な封入構造
の内部に当該積層構造部材を収容する等する。この作業のために、複数の異なるフィルム
が積層されたフィルム積層構造材を輸送する間に当該フィルム積層構造材を留め付けるた
めに本発明に従って構成される少なくとも１本の留め付け処理用シリンダが使用され、そ
れによって、当該フィルム積層構造材は、積層された複数のフィルム層同士が相対的に移
動することによるフィルム層間のズレを起すことなく保持され、かつ、当該フィルム積層
構造材は、次の製造用台座に到達するまで支持部材に対して保持される。

したがって、この目的のための留め付け処理用シリンダ１００は、可動式部材１０２を
備え、可動式部材１０２は、変位領域の垂直軸Ｖに沿って伸びるロッド部分１０４および
ロッド部分１０４の上側の終端部に位置し、実質的に水平方向に設けられている腕部１０
６を備える。可動式部材１０２は、さらに円筒形状を有し、ロッド部分１０４の下側端部
に位置し、ロッド部分１０４よりも寸法が大きなピストン１０７を含むことができる。当
然ながら、本発明の実施例に述べられている方向は本発明の技術的範囲を限定せず、変位
軸の方向は、例えば水平方向とすることが可能である。可動式部材１０２は、シリンダ１
１０の本体部分における収容室１１２に挿入され、並進移動方向に沿って並進可能、かつ
軸Ｖを中心軸とする回転方向に回動可能となるように、本体部分１１０に対して可動とな
るように構成されている。

さらに、シリンダ１００の本体部分１１０は、支持端面１２２を備える支持部材１２０
と一体化され、実質的に水平方向の平面に沿って伸び、その結果、シリンダ１００の変位
軸Ｖに対して垂直となる。この支持部材１２０は、複数の層を積層して成る積層構造部材
１３０を受け取るように意図され、当該複数の層は、特に陰極１３２の層、電解質部材１
３４の層および陽極１３６の層を含み、これらの層を積層することにより、基本的な構成
を有する蓄電池が形成される。明らかに、積層構造に含まれる層の個数は上記に示された
個数に制限されず、留め付け処理の対象となる対象物の性質は上述した具体例に限定され
ない。

支持部材１２０の支持端面１２２の上で当該積層構造部材を所定位置に保持する留め付
け処理シリンダ１００は、図１において実線で示す留め付け位置と図１において点線で示
すリリース位置との間で可動式部材１０２を移動可能とするように形成されている。留め
付け位置において、腕部１０６は第１の高さ位置Ｈ１で支持部材１２０の垂直線に沿って
配置され、それによって、腕部１０６は、積層構造部材１３０に当接させる形で止められ
、その結果、支持部材１２０に対して積層構造部材１３０が留め付けられ、かつ支持部材
１２０の上での積層構造部材１３０の位置が保持される。リリース位置では、腕部１０６
の終端部が変位軸Ｖに対して垂直となる平面に沿って支持部材１２０から遠ざかった位置
に来るような角度位置に腕部１０６が来るようになっており、特に、腕部１０６は、支持
部材１２０の垂直線に沿って配置されず、積層構造部材１３０の高さ位置より上にある高
さ位置Ｈ２に来るようになっている。シリンダ１００がこの位置にある場合、支持部材１
２０の上のスペースは空いており、腕部１０６の存在により、複数の異なる層を容易に積
層することが可能となる。

留め付け位置を保持するために、シリンダ１００は弾力性手段、特に本体部分１１０の
収容室１１２に配置した圧縮された状態のスプリング部材１０８を含み、スプリング部材
１０８の一方の端部（上側の端部）は、本体部分１１０の上で支持され（あるいは本体部
分１１０と結合され）、特に、収容室１１２の境界線を定める表面上において収容室１１
２の上側の端部で支持されており、他方の端部（下側の端部）は、可動式部材１０２の上
で支持され（あるいは可動式部材１０２と結合され）、特にピストン１０７の上側端面の
上で支持されている。留め付け位置からリリース位置へと可動式部材１０２を移動させる
ために、シリンダ１００は、本体部分１１０の下側の部分において空気流入口１１４を備
えており、空気流入口１１４は、本体部分１１０の収容室１１２との間で流体が流通可能
となるように構成され、圧縮空気の流れを収容室１１２の中へと送ることを可能にし、そ
れにより、変位軸に対して垂直となるピストン１０７の停止端面１１６が押し出される。
停止表面１１６上に作用する空気の推進力は、スプリング１０８の反作用力に抗しながら
、留め付け位置からリリース位置へと可動式部材１０２を移動させる。この空気流入口１
１４は、製造ライン上の固定台座に対応する固定台座排気口との間で空気を流通させるこ
とができ、当該空気は、当該固定台座上において支持部材１２０に収容された空気流入口
１１４に送られる。

以下、本発明の実施形態に従って実施されるシリンダ、およびより具体的には、シリン
ダにおける誘導機構（ガイド・システム）について、図２〜図４を参照しながら説明する
。図２および図３から明らかなように、ロッド部分１０４は、変位軸に対して垂直となる
平面において円形断面を有し、ピストンよりも小さい寸法である第１の部分１４０および
第２の部分１４２、すなわち、この平面内における正方形の区画である変位領域部分を含
んでいる。当該変位領域部分において、ロッド部分１０４は、第１の部分１４０よりも近
くに設けられた下側の断片である第１の断片１４３を含み、第１の断片１４３において、
当該正方形の区画を進退させるためのガイド溝が設けられ、当該ガイド溝は、当該正方形
の区画を誘導するために、本体部分１１０の変位軸を中心軸とする螺旋形状に形成されて
いる。さらに、ロッド部分１０４は、第２の断片１４４(すなわち上側の断片）を備えて
おり、当該正方形の区画を進退させるために当該正方形の区画を誘導するために第２の断
片１４４において設けられるガイド溝は、シリンダの変位軸Ｖと並行となるように形成さ
れている。

上述した正方形の区画は円形断面を有するロッド部分１０４の内部に収まるような寸法
とされ、つまり、第２の部分１４２における正方形の区画の対角線寸法は、第１の部分１
４０におけるロッドの直径よりも小さい。ロッド部分１０４が第１の部分１４０と第２の
部分１４２との間において移動可能部分１４１を含むことは明らかであり、それにより、
正方形の区画が円形断面の区画内を少しずつ進退するようにして通行することを可能にし
ている。

収容室１１２は、ピストン１０７の円形断面に対して相補的な構造となるように構成さ
れた円形断面を有する。従って、収容室１１２の開口部もまた、第１の部分１４０および
第２の部分１４２におけるロッド直径より大きな寸法を持つ円形断面を有している。

シリンダ１００はさらに、円筒形状の４個の誘導用ローラー部材１５０Ａ〜１５０Ｄを
備えており、誘導用ローラー部材１５０Ａ〜１５０Ｄの各々は、自身の側端部の高さ位置
において、水平方向に延伸する接触線に沿って、第２の部分１４２が備える上記正方形の
区画内におけるロッドの一方の側端部と当接している。誘導用ローラー部材１５０Ａ〜１
５０Ｄの各々は、収容室１１２が設けられた一体成型部材に取り付けられたローラー筐体
１５１内においては、より厳密に位置決めされ、特に、収容室１１２の開口部を取り囲む
リム形状部を形成するローラー筐体１５１の肩部１５２の上に位置決めされ、肩部１５２
は、シリンダ１００の本体部分１１０における上側の端部の近傍に配置される。

本体部分１１０の中でも、特にローラー筐体１５１は、その垂直端面１５４Ａ〜１５４
Ｄが肩部１５２を取り囲んでおり、収容室１１２の開口部近傍において、収容室１１２の
上に位置する内部筐体の境界線を定めるように構成され、収容室１１２よりも大きな寸法
を有し、変位軸に対して垂直となる平面において変位領域部分に含まれるロッド部分１０
４の区画と同様の（特に正方形形状の）区画である。ロッド部分１０４は、収容室１１２
内に配置され、それにより、その変位領域部分１４２内において、ロッド部分１０４の側
端部は、垂直端面１５４Ａ〜１５４Ｄに対して並行である。

各誘導用ローラー１５０は、変位軸に対して垂直となる平面に沿って隣接する誘導用ロ
ーラーによって動きが抑止され、それによって、ローラー筐体１５１の実質的に垂直な端
面１５４とロッド部分１０４の対応する側端部との間において並進移動しないようになっ
ている。

シリンダ１００の本体部分１１０の中でも特に、ローラー筐体１５１は、実際には、垂
直端面１５４の各々と変位領域部分に含まれるロッド部分１０４に対応する側端部との間
を隔てる空間が、ローラーを持ち上げるのに丁度充分となるように構成されている。誘導
用ローラー１５０は、その側端部の高さ位置において、垂直端面１５４の上で変位領域部
分１４２に含まれるロッド部分１０４および本体部分１１０と当接しており、その結果、
ロッド部分１０４の半径方向に沿った並進移動が抑止される。従って、収容室１１２の開
口部が変位領域部分１４２に含まれるロッド部分１０４と互いに相補的な構造となる形状
を有していなくても、４つの誘導用ローラー同士の間に隙間が無く誘導ローラー同士は互
いに位置をずらされていないので、ロッド部分１０４の動きが抑止されることは明らかで
ある。

誘導用ローラー部材１５０Ａ〜１５０Ｄは、その長手方向の側端部の一方である第１側
端部において、ローラー筐体１５１の壁面１５４Ｂ〜１５４Ａとその長手方向において当
接しており、ローラー筐体１５１の側壁面１５４Ａ〜１５４Ｂは、その側壁面が接してい
るローラーに対して垂直であり、その長手方向の側端部の他方である第２側端部において
、隣接する誘導用ローラー１５０Ｃ〜１５０Ｄの一方の側壁面と当接している。誘導用ロ
ーラー１５０は、その長手方向に沿った並進移動を抑止されている。誘導用ローラー１５
０Ａ〜１５０Ｄの側壁面は、その長手方向の第１側端部近傍の側壁面上において、隣接す
る他の誘導用ローラー１５０Ｂ〜１５０Ａの長手方向側端部と当接しており、隣接する他
の誘導用ローラー１５０Ｂ〜１５０Ａがこのローラーの長手方向に沿って並進移動するの
をさらに抑止している。

本体部分１１０の中でも特に、ローラー筐体１５１は、戻し手段１５６をさらに備えて
おり、戻し手段１５６は、肩部１５２に対して並行となるように設けられているので、実
質的に水平方向を向いており、垂直端面１５４Ａ〜１５４Ｄの上側の端部に配置され、そ
れにより、それぞれが壁面を成す肩部１５２と戻し手段１５６との間の空間は、誘導用ロ
ーラーを持ち上げるのに丁度充分であり、誘導用ローラー１５０は、その側壁面の高さ位
置において、ローラー筐体１５１にける壁面を成す肩部１５２と戻し手段１５６と当接し
ており、その結果、誘導用ローラー１５０が変位軸に沿って並進移動しないように誘導用
ローラー１５０の動きが抑止されている。このようにして、当該誘導用ローラーの配置状
態に起因して当該誘導用ローラーの位置が固定されない場合であっても、当該誘導用ロー
ラーは、本体部分（特にローラー筐体１５１）から見た位置を移動可能とすることはでき
ない。

誘導用ローラー１５０とロッド部分１０４は、金属（特に鋼）を素材として形成されて
おり、その機械的性質（特に表面の硬度）を改善することによって、これらの構成部材に
上に生じる摩耗を抑制するようにしている。より具体的には、誘導用ローラー１５０とロ
ッド部分１０４の硬度は、５０ＨＲｃよりも大きくすべきでる。さらに、ローラー筐体１
５１もまた、処理済みの鋼を素材として形成される一方で、収容室１１２が設けられる一
体成型部材は、アルミニウムを素材として形成され、それにより、シリンダ１００の製造
コストを抑制している。また、収容室１１２が設けられる当該一体成型部材は、任意のタ
イプのシリンダのために標準化されたものとすることも可能である。

以下、可動式部材１０２が（図３に示す）リリース位置から（図２に示す）留め付け位
置まで変位する際の変位動作について説明する。ピストン１０７の停止端面１１６に対し
て圧送される圧縮空気によって、可動式部材１０２は、リリース位置に保持されている。
可動式部材１０２がこの位置にある状態は、変位領域部分１４２における下側の端部が誘
導用ローラー１５０Ａ〜１５０Ｄと当接している状態に対応する。可動式部材１０２をリ
リース位置から留め付け位置まで変位させることが目的である場合、圧縮空気を圧送する
動作は一時停止される。圧縮された状態のスプリング部材１０８は、圧縮力が緩められた
際に元の長さに戻ろうとするので、ロッド部分１０４を本体部分１１０へと戻そうとする
。可動式部材１０２がリリース位置から留め付け位置まで変位する際に、可動式部材１０
２は、螺旋形状の軌道（シリンダ１００の変位軸を基準として回転移動および並進移動す
る軌道）に沿って移動し、誘導用ローラー１５０の各々は、変位領域部分１４２における
断片１４３に含まれるロッド部分１０４の側壁面に当接した状態で転がることによって、
ロッド部分１０４の角度位置を（１／４回転だけ）修正し、腕部１０６の高さ位置を修正
し、続いて、所望の角度位置が一旦達成され、誘導用ローラー１５０が変位領域部分１４
２における第２の断片に当接する状態となったならば、支持部材１２０の支持端面１２２
の上に留め付けられるべき留め付け対象部品に対して腕部１０６が当接することにより腕
部１０６が停止するまで、ロッド部分１０４は、垂直方向の線形軌道に沿って移動する。

当然ながら、本発明に係る留め付け処理用シリンダは、本明細書中に記述された実施形
態に限定されるものではない。当該留め付け処理用シリンダは、例えば、以下の変形実施
例に従って構成されても良い。

−シリンダ１００の変位領域部分において誘導用ローラーと当接するように意図された
区画の形状は、必ずしも正方形である必要はなく、その他の多角形形状の区画であっても
良く、対応する誘導用ローラーとの接触状態を作り出すために、少なくとも一つ（好適に
は複数）の直線的なエッジを備えていても良い。当然ながら、複数の誘導用ローラーの個
数と配置状態は、必要に応じて、シリンダ１００のロッド部分１０４が備える上記区画に
応じて適応的に決定されても良い。

−ロッド部分１０４が備える上記区画は、変位軸に沿ったその寸法幅の一部のみならず
その寸法幅の全体にわたって、少なくとも一つの直線的エッジを有していても良い。

−誘導用ローラーは、シリンダの本体部分の上に取り付けされても良く、特に、回動自
在な関節結合によって本体部分に取り付けられても良く、それにより、誘導用ローラーと
本体部分との間の摩擦が抑制され得る。また、シリンダ１００の本体部分１１０は一体成
型された部材であっても良い。

−誘導区画におけるガイド溝は、本明細書中に開示された様々な実施形態に応じて異な
るものであっても良く、例えば、軌道全体にわたって螺旋形状であってもよい。

−可動式部材を留め付け位置及びリリース位置に保持する手段は、本明細書中に開示さ
れた様々な実施形態に応じて異なるものであっても良い。留め付け処理用シリンダは、弾
力性手段を欠いていても良く、その場合、重力の作用によって可動式部材を留め付け位置
に戻すようにしても良い。さらに、必要に応じて、変位軸に沿った可動式部材の変位動作
を制御するために、シリンダには、駆動モーターが取り付けられてもよい。

Claims (21)

1. 本体部分および前記本体部分の収容室内に含まれている可動式部材を備える留め付け処理用シリンダであって、前記可動式部材は、事前に定義した変位軸に沿って本体部分に対して並進方向および回転方向に移動可能な可動式であり、前記シリンダは、留め付け位置とリリース位置間において可動式部材を誘導するための誘導手段を備え、前記留め付け位置では、前記可動式部材は、変位軸に沿って第１の高さ位置および第１の角度位置を有しており、リリース位置では、前記可動式部材は、前記変位軸に沿って第２の高さ位置および第２の角度位置を有しており、前記誘導手段は、
   −シリンダの本体部分の中に設けられた少なくとも１つの円筒形状のローラー部材であって、前記ローラー部材の回転軸が前記変位軸に対して垂直となるように構成されたローラー部材と、
   −前記変位軸に沿って延伸している可動式部材のロッド部分であって、前記ロッド部分は、前記変位軸に対して垂直な平面に沿った所定の区画を有する変位領域の少なくとも一部を備え、前記所定の区画は、少なくとも１つの直線的な端部を備え、前記変位領域部分は、前記変位領域部分の少なくとも一つの断片の上で、変位軸を中心軸とする螺旋形状であるガイド溝に続いて前記所定の区画が設けられるように構成されており、前記ロッド部分と前記ローラー部材は、前記ローラー部材の各々が前記直線的な端部あるいは前記直線的な端部の少なくとも１つに対向するように配置されており、
   前記ロッド部分の前記変位領域部分は、多角形形状の区画を有し、前記ローラー部材は、前記多角形形状の区画の各側端部に対向して設けられる、ことを特徴とする留め付け処理用シリンダ。
2. 前記ロッド部分の前記変位領域部分は、正方形形状の区画を有し、前記誘導手段は４個のローラー部材を含み、前記ローラー部材の各々は、前記正方形形状の区画の側端面のうちの一つに対向して設けられる、ことを特徴とする請求項１記載の留め付け処理用シリンダ。
3. 前記変位領域部分における前記所定の区画は、変位軸を中心として対称的に設けられる、ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の留め付け処理用シリンダ。
4. 前記ローラー部材は前記本体部分の肩部の上に載置され、前記肩部は、好適には、前記収容室の開口部を囲むようにして変位軸に対して垂直に設けられる、ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の留め付け処理用シリンダ。
5. 前記ローラー部材が前記ロッド部分、前記本体部分および／または隣接するローラー部材と接触することに起因して、前記ローラー部材の並進移動は、少なくとも変位軸に対して垂直な平面の中では防止される、
   ことを特徴とする請求項４に記載の留め付け処理用シリンダ。
6. 前記ローラー部材が前記ロッド部分、前記本体部分および／または隣接するローラー部材と接触することに起因して、前記ローラー部材の並進移動は、変位軸に対して垂直な平面の中では防止され、且つ、変位軸に沿った方向への並進移動も防止される、
   ことを特徴とする請求項４に記載の留め付け処理用シリンダ。
7. 前記肩部は、前記変位軸に沿って延伸する１つ以上の壁面によって境界線が定められた外縁を形成し、前記肩部は、前記変位軸に垂直な平面に沿った区画を有し、
   前記肩部が有する前記区画は、前記変位領域部分が有する前記所定の区画に続けて設けられ、
   前記ローラー部材は、前記変位領域部分における前記ロッド部分および対応する前記壁面と接触しており、それによって、前記ロッド部分の半径方向に沿って前記ローラー部材が並進移動しようとする動作を抑止する、
   ことを特徴とする請求項４及び請求項５、又は、請求項４及び請求項６に記載の留め付け処理用シリンダ。
8. 複数の前記ローラー部材は、それらの長手方向端部の各々において、前記肩部の境界線を定める前記本体部分の前記壁面あるいは隣接したローラー部材と接触状態であり、それによって、前記ローラー部材がその長手方向に沿って並進移動するのを抑止している、
   ことを特徴とする請求項７に記載の留め付け処理用シリンダ。
9. 複数の前記ローラー部材は、それらの長手方向端部の各々において、その長手方向における一方の端部において前記本体部分の前記壁面の少なくとも一つと接触していると共に、その長手方向における他方の端部において隣接したローラー部材と接触しており、それによって、前記ローラー部材がその長手方向に沿って並進移動するのを抑止している、
   ことを特徴とする請求項７に記載の留め付け処理用シリンダ。
10. 前記本体部分は、前記収容室の開口部に取り付けられたローラー筺体を含み、前記ローラー筺体は、前記ローラー部材と前記肩部に加え、垂直の壁面を備えている、
    ことを特徴とする請求項４乃至請求項９のいずれか一項に記載の留め付け処理用シリンダ。
11. 前記ローラー筺体は、鋼で形成され、その硬度が５０ＨＲｃ以上となるように表面処理されており、また、前記収容室を備えた一体成型部材である前記本体部分は、アルミニウムのような別の材料で形成されている、
    ことを特徴とする請求項１０に記載の留め付け処理用シリンダ。
12. 前記ロッド部分および前記ローラー部材は、金属材料で形成されている、
    ことを特徴とする請求項１乃至請求項１１のいずれか一項に記載の留め付け処理用シリンダ。
13. 前記ロッド部分および前記ローラー部材は、金属材料で形成されており、その硬度が５０ＨＲｃより大きくなるように表面処理された金属材料で形成されている、
    ことを特徴とする請求項１２に記載の留め付け処理用シリンダ。
14. 前記ロッド部分における変位領域部分を誘導するガイド溝は、前記変位領域部分の中でも下側の箇所においては、前記変位軸を中心軸として螺旋形状に形成され、前記変位領域部分の中でも上側の箇所においては、前記変位軸と並行に伸びる線形形状に形成されている、
    ことを特徴とする請求項１乃至請求項１３のいずれか一項に記載の留め付け処理用シリンダ。
15. 前記可動式部材は、前記変位軸に対して実質的に垂直な方向に沿って前記ロッド部分の上側の端部へと延伸する腕部を備える、
    ことを特徴とする請求項１乃至請求項１４のいずれか一項に記載の留め付け処理用シリンダ。
16. 前記シリンダの前記本体部分は、前記変位軸に対して実質的に垂直となる支持端面を備えた支持部材と一体化されており、
    前記留め付け位置においては、前記腕部は、前記支持端面の垂直線に沿って、第１の高さ位置まで伸びており、リリース位置においては、前記腕部は、さらに上の高さ位置にあり、
    前記腕部の自由端部は、前記変位軸に垂直な平面に沿って前記支持部材の前記支持端面から離れた場所に位置するように前記シリンダは構成されている、
    ことを特徴とする請求項１５に記載の留め付け処理用シリンダ。
17. 前記シリンダは、前記収容室内において流体流入口を備えており、それにより、流体流入口を通って前記収容室に流入する流体が、前記可動式部材の停止端面と接触するようになっており、その結果、前記可動式部材がリリース位置に向かって押し出される、
    ことを特徴とする請求項１乃至請求項１６のいずれか一項に記載の留め付け処理用シリンダ。
18. 前記可動式部材を留め付け位置まで戻すための戻し手段をさらに備える、
    ことを特徴とする請求項１乃至請求項１７のいずれか一項に記載の留め付け処理用シリンダ。
19. 前記戻し手段は、前記収容室内に配置されたスプリングから構成され、一方の端部では前記可動式部材と関係付けられ、他方の端部では、前記本体部分と関係付けられている、
    ことを特徴とする請求項１８に記載の留め付け処理用シリンダ。
20. 請求項１５又は１６に記載のシリンダの働きによって製造される積層構造部材の留め付け処理方法であって、
    −前記シリンダと一体化された支持部材から見た前記シリンダの変位軸に対して垂直となる支持端面の上において前記積層構造部材が積み重ねられる一方で、前記可動式部材はリリース位置に配置され、前記腕部の終端部は、前記支持端面から離れた位置にある前記ロッド部分における上側の端部に配置されるステップと、
    −前記可動式部材は、留め付け位置に来るような姿勢をとるように変位させられ、前記腕部は、前記積層構造部材における上側の端部に当接している状態で前記支持端面の垂直線に沿って配置されるステップと、を備える留め付け処理方法。
21. 留め付けされた前記積層構造部材は電気エネルギーを蓄積する充電装置を形成する、
    ことを特徴とする請求項２０に記載の処理方法。